MỞ ĐẦU Nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, Việt Nam được thiên nhiên ưu đãi với thảm thực vật phong phú và đa dạng. Nước ta có nền y học cổ truyền với bề dày hàng nghìn năm lịch sử, nền y học dân tộc cũng không ngừng phát triển qua các thời kỳ đó. Nhiều bài thuốc, vị thuốc có tác dụng tốt trên lâm sàng nhưng chưa được nghiên cứu sâu về thành phần hóa học, tác dụng dược lý và độc tính. Nghiên cứu để khai thác, kế thừa, ứng dụng và phát triển nguồn thực vật làm thuốc đã, đang và sẽ là vấn đề có ý nghĩa khoa học, kinh tế và xã hội rất lớn ở nước ta.
Sự phát triển của nền khoa học hiện đại giúp chúng ta có thể phân tích sâu hơn về dược liệu, thành phần hóa học và tác dụng dược lý liên quan qua những nghiên cứu thực nghiệm. Ngày nay, việc tìm kiếm các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính dược lý cao để làm thuốc là một xu thế được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Rất nhiều công bố được đưa ra hằng năm trên các tạp chí khoa học quốc gia cũng như quốc tế đề cập đến vấn đề phân lập và chiết tách các chất có hoạt tính sinh học từ các loài thực vật khác nhau tạo cơ sở khoa học trong việc sử dụng các bài thuốc dân gian chữa bệnh một cách hiệu quả, đồng thời đẩy mạnh phát triển lĩnh vực y dược nâng cao sức khỏe, phục vụ đời sống nhân dân. Giá trị của nhiều hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học không chỉ ở công dụng trực tiếp làm thuốc chữa bệnh, mà còn vì chúng có thể dùng làm các nguyên mẫu hoặc các cấu trúc dẫn đường cho sự phát triển và phát hiện nhiều dược phẩm mới.
Nghiên cứu hoá học theo định hướng hoạt tính sinh học là con đường ngắn và hiệu quả nhất để tìm kiếm các hoạt chất từ nguồn tài nguyên tái tạo này. Các loài thực vật thuộc chi Bóng nước (Impatiens), họ Balsaminaceae được biết đến trong y học dân gian ở nhiều vùng trên thế giới trong việc điều trị các bệnh khác nhau nhưng chủ yếu tập trung vào các bệnh liên quan đến viêm nhiễm và tiểu đường. Kết quả nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của các loài thuộc chi Bóng nước cho thấy có nhiều hợp chất mới có cấu trúc thú vị thể hiện những hoạt tính sinh học quý báu như kháng viêm, hạ đường huyết, chống ung thư, chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, …Ở Việt Nam, một số loài thuộc chi Impatiens đã được sử dụng trong dân gian trong việc chữa trị nhiều bệnh, tuy nhiên chưa có 2 nghiên cứu nào về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài này được thực hiện. Vì vậy luận án đã lựa chọn 2 loài thuộc chi Impatiens phân bố ở Việt Nam gồm Móc tai Sapa (Impatiens chapaensis) và Bóng nước đài hoa nhỏ (Impatiens parvisepala) làm đối tượng nghiên cứu với mục tiêu làm sáng tỏ thành phần hoá học và hoạt tính sinh học (đặc biệt là hoạt tính kháng viêm, hạ đường huyết), nhằm tạo cơ sở khoa học để có thể sử dụng, khai thác có hiệu quả nguồn hoạt chất từ hai cây này.
Luận án “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài thực vật Impatiens chapaensis và Impatiens parvisepala” được thực hiện với mục tiêu sau: - Nghiên cứu thành phần hóa học của 2 loài thuộc chi Impatiens, gồm: loài Móc tai Sapa (Impatiens chapaensis) và loài Bóng nước đài hoa nhỏ (Impatiens parvisepala); - Tìm kiếm các chất kháng viêm (thông qua khả năng ức chế sản sinh NO) và hạ đường huyết (thông qua khả năng ức chế enzym α-glucosidase) trong số các chất phân lập được. Tính mới của luận án: Lần đầu tiên 2 loài I. parvisepala được nghiên cứu về thành phần hóa học. Đồng thời, đây cũng là lần đầu tiên một số hợp chất phân lập được từ 2 loài này được khảo sát hoạt tính kháng viêm (thông qua khả năng ức chế sản sinh NO) và hạ đường huyết (thông qua khả năng ức chế enzym α-glucosidase).
Tổng quan về chi Impatiens 1. Đặc điểm thực vật chi Impatiens Họ Bóng nước (Balsaminaceae) là một họ thực vật hai lá mầm, đặc trưng bởi hoa lưỡng tính, rất không đều. Các loài thuộc họ Bóng nước được xếp vào 2 chi, chi Bóng nước (Impatiens) có hơn 1000 loài, trong khi chỉ có duy nhất loài Hydrocera triflora thuộc chi Hydrocera [1]. Trong số hơn 1000 loài Impatiens phân bố trên toàn thế giới, có 43 loài được tìm thấy tại Việt Nam, trong đó 34 loài được ghi chép trong sách của GS.
Phạm Hoàng Hộ [2] và 9 loài khác được phát hiện thêm sau đó gồm I. Các loài thuộc chi Impatiens hầu hết sinh trưởng và phát triển ở độ cao khoảng 4000 m so với mực nước biển và trong môi trường ẩm ướt như ven rừng, trong thung lũng, và dọc theo suối, trong khi chi Hydrocera lại sống dưới nước với thân cây nổi [1]. Một số loài thuộc chi Impatiens được tìm thấy ở Việt Nam Chi Impatiens phân bố rộng rãi ở châu Á, châu Phi và Bắc Mỹ [10], và một vài cây trong số chúng là những cây trồng phổ biến trong vườn.Vùng Đông Dương 4 được xem là trung tâm đa dạng của chi này ở Đông Nam Á. Chi Impatiens gồm những loại cây mọng nước, sống một hoặc hai năm, với chiều cao từ 50 đến 250 cm.
Lá mọc so le, có cuống, hình mác, đầu nhọn, mép có răng cưa rất rõ, dài 7– 8 cm, rộng 2-2,5 cm. Hoa mọc ở nách lá, có thể có màu trắng, đỏ hay hồng. Quả nang, hình quả trám, có lông tơ. Khi dùng tay bóp nhẹ quả già thì quả co nhanh và vỏ nứt thành 4-5 mảnh có hình dáng giống như móng tay bị co lại [11].
Sử dụng chi Impatiens trong y học cổ truyền Các loài thuộc chi Impatiens ở Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền với nhiều công dụng chữa bệnh khác nhau như điều hòa miễn dịch, kháng khuẩn, viêm khớp, chống oxy hóa, dị ứng, mẩn ngứa và nhiễm trùng [11]. balsamina dùng làm nước sắc để uống cho lợi tiểu, trị ung thư, gội đầu cho tóc mọc, hột I. balsamina trị mất kinh; lá I. chinensis dùng đắp phỏng, trị lậu [2].
Ở Trung Quốc, hạt của I. balsamina đã được sử dụng để long đờm, giảm đau hậu sản, và được xem như thuốc an thai; Toàn cây I. balsamina dùng chữa phong thấp, bị thương sưng đau, rắn rết cắn; I. capensis được dùng làm thuốc lợi tiểu và nước sắc của chúng được dùng để chữa trị bệnh vàng da, viêm gan [12].
Ở một số nơi tại Nhật Bản, nước ép hoa I. balsamina được dùng bôi ngoài da để điều trị viêm da, ngứa do nổi mề đay [13], và dùng làm thuốc chống dị ứng [14]. Ngoài ra, loài thảo dược này còn được người dân Trung Quốc sử dụng trong kháng viêm và giảm huyết áp [15]. parviflora đã được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền ở châu Á để điều trị bệnh thấp khớp, gãy xương, nhiễm trùng và ở một số khu vực của Trung Quốc, nó được sử dụng như một loại thảo dược chống ung thư [16].
Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Impatiens Theo khảo sát tài liệu, các nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Impatiens được thực hiện từ năm 1958 cho đến nay [17-21], đã phân lập và xác định cấu trúc của hơn 300 hợp chất từ 28 loài thuộc chi Impatiens. Các hợp chất này thuộc lớp chất flavonoid, triterpenoid, steroid, acid phenolic, coumarin, quinone, acid béo, các hợp chất chứa nitơ và một số hợp chất khác. Trong đó, flavonoid và triterpenoid được đánh giá là 2 lớp chất chính của chi với nhiều hoạt tính sinh học quan trọng. Nhóm chất flavonoid Đến nay, có tổng số 66 flavonoid được phân lập từ chi Impatiens (Bảng 1.
Các hợp chất này thuộc các phân nhóm như flavone, flavanone, anthocyanidin và một số dạng khác. Trong đó, flavone là phân nhóm phổ biến nhất của nhóm chất flavonoid. - Flavone: Tổng số 38 flavone (1-38) được tách ra từ chi Impatiens theo tài liệu công bố cho đến nay (Bảng 1. Các flavone này được phân lập từ 12 loài Impatiens gồm I.
Các hợp chất flavone trong chi tồn tại ở cả dạng tự do và dạng glycoside. 4 flavone mới gồm kaempferol-3-O-[2′′-O-α-L-rhamnopyranosyl-3′′-O-β-ᴅ-glucopyranosyl]-β-ᴅ- glucopyranoside (19) [14, 22], quercetin 3-O-[(6'''-O-caffeoyl)-α-L-rhamnose- (1→2)-β-ᴅ-glucopyranosyl]-5-O-β-ᴅ-glucopyranoside (32) [23], quercetin 3-O-[α-L- rhamnose-(1→2)-β-ᴅ-glucopyranosyl]-5-O-β-ᴅ-glucopyranoside (36) [23] và quercetin 7,3′,4′-trimethylether-3-O-rutinoside (37) [24] được phát hiện khi nghiên cứu thành phần hóa học của các loài Impatiens (Hình 1. Các hợp chất flavone mới được phân lập từ chi Impatiens - Flavanone: 8 flavanone (39-46) được tìm thấy từ chi Impatiens cho đến nay (Hình 1. Flavanone chỉ được phát hiện trong thành phần hóa học của 3 loài Impatiens gồm I.
Trong số chúng, có 2 flavanone tồn tại dạng tự do là ampelopsin (39) [25] và eriodictyol (40) [26], 6 6 flavanone còn lại gồm eriodictyol 7-O-β-ᴅ-glucopyranoside (41) [27], eriodictyol 5- O-β-ᴅ-glucopyranoside (42) [26], naringenin 4′-O-β-ᴅ-glucopyranoside (43), naringenin 4′-O-β-ᴅ-glucuronopyranoside (44), naringenin 4′-O-α-L- rhamnopyranoside (45) và naringenin 4′-O-β-ᴅ-xylopyranoside (46) [28] tồn tại ở dạng glycoside. Các hợp chất flavanone được phân lập từ chi Impatiens - Anthocyanidin Có thể nói anthocyanidin và dạng glycoside của nó (anthocyanin) là phân nhóm chính thứ 2 của nhóm chất flavonoid trong chi Impatiens. Tổng số 15 hợp chất (47-61) thuộc phân nhóm này được tìm thấy trong chi với một chất được xác định là chất mới: malvidin 3-O-[6-O-(3-hydroxy-3-methylglutaroyl)-β-ᴅ- glucopyranoside] (54) [29] (Hình 1. Cyanidin (47) [30], cyanidin 3-O-β-ᴅ- glucopyranoside (48) [31] và malvidin (50) [30] là những hợp chất khá phổ biến trong chi Impatiens khi chúng được tìm thấy trong nhiều loài khác nhau của chi.
Hợp chất anthocyanin mới được phân lập từ chi Impatiens 7 - Các hợp chất flavonoid khác: Ngoài các phân nhóm flavone, flavanone và anthocyanidin kể trên thì isoflavone và biflavonoid cũng được tìm thấy trong chi Impatiens (Hình 1. Bốn biflavonoid mới gồm balsamiside A (62), B (63), C (64) và D (65) phân lập từ hoa loài I. balsamina đều có khung flavanone liên kết với flavone glycoside qua liên kết C3-C8'', chúng chỉ khác nhau về cấu hình không gian tại vị trí C-2, C-3, và sự hiện diện của đường rhamnose [25]. Chỉ duy nhất một isoflavone được tìm thấy trong chi Impatiens cho đến nay là genistin (66) [30].
Các hợp chất flavonoid khác tìm thấy trong chi Impatiens Bảng 1. Các hợp chất flavonoid phân lập từ chi Impatiens STT Tên chất Loài Tài liệu Flavone 1 Apigenin I. hypophylla [18] 2 Apigenin 7-O-β-ᴅ-glucopyranoside I. hypophylla [18] 3 Astragalin (hoặc kaempferol 3-O-β- I.
hypophylla [18] 5 Hyperoside (Quercetin 3-O-β-ᴅ- I. noli-tangera [30] 7 Kaempferol I. balsamina [38] glucopyranoside 10 Kaempferol 3,7-di-O-β-ᴅ- I. balfourii [26] glucopyranoside 11 Kaempferol 3-O-α-L- I.
walleriana [26] rhamnopyranosyl-7-O-β-ᴅ- glucopyranoside 12 Kaempferol 3-O-β-ᴅ- I. bicolor [28] glucopyranoside 14 Kaempferol 3-O-β-ᴅ- I. balsamina [38] glucopyranosyl-7-O-α-L- rhamnopyranoside 15 Kaempferol 3-O-β-ᴅ- I.